MCGS交通灯设计

1目录第一章了解MCGS与PLC................................................11.1MCGS组态软件...............................................11.2plc的介绍.........................................................11.2.1s7-200系列plc指示灯说明....................................1第二章总体课程设计...................................................32.1实验要求...........................................................32.1.1系统组成......................................................32.1.2控制要求.......................................................32.2总体方案设计介绍..................................................52.2.1连线图.........................................................52.3整体框图...........................................................6第三章程序调试与运行.................................................73.1建立工程..........................................................73.2建立数据库........................................................73.3用户组态的建立...................................................83.4设备组态.........................................................103.5启动运行..........................................................12第四章收获与体会.....................................................132第一章了解MCGS与PLC1.1MCGS组态软件MCGS是一套基于Windows平台的，用于快速构造和生成上位机监控系统的组态软件系统，主要完成现场数据的采集与监测、前端数据的处理与控制。组态控制技术构成的计算机测控系统与一般的计算机测控系统在结构上没有本质的区别，他们由被控对象、传感器、I/O接口、计算机和执行结构几部分组成。组态软件就是应用软件中提取的工具、方法来完成工程中某一任务的软件。工程组态软件是指在数据采集和过程控制中使用的专用软件，即在自动化控制系统监控层一级的软件平台和开发环境下，为用户提供快速构建工业自动控制、系统监控功能的一种软件工具。MCGS组态软件包括三个版本，分别是网络版、通用版、嵌入版。具有功能完善、操作简便、可视性好、可维护性强的突出特点。通过与其他相关的硬件设备结合，可以快速、方便的开发各种用于现场采集、数据处理和控制的设备。用户只需要通过简单的模块化组态就可构造自己的应用系统，如可以灵活组态各种智能仪表、数据采集模块，无纸记录仪、无人值守的现场采集站、人机界面等专用设备。1.2PLC的介绍1.2.1S7-200系列PLC指示灯说明S7-200系列PLC指示灯通常包括SF、RUN、STOP指示灯和开入开出指示灯，通过SF、RUN和STOP三个指示灯可以判断出CPU的当前运行状态，通过开入开出指示灯可以判断出PLC开入开出点的状态，具体说明如下：1、SF指示灯：只有PLC出现致命错误时点亮（红色），其他情况下均熄灭；故障状态下可以通过菜单栏PLC\Information来查看相应故障信息及故障代码，另3PLC帮助文件中附有详细的故障信息及故障代码对照表，可供排查故障时使用。2、RUN指示灯：CPU处于运行状态时点亮（绿色），CPU处于停止状态时熄灭；3、STOP指示灯：CPU处于停止状态时点亮（绿色），CPU处于运行状态时熄灭；4、开入开出指示灯：位于各开入开出模块上，按位指示，该位为1时点亮（绿色），该位为0时熄灭。4第二章总体课程设计2.1实验要求2.1.1系统组成该系统由模拟十字路口交通灯的控制系统而设计制作，主要由2个红灯、2个绿灯、2个黄灯以及用于显示路口等待时间的八段码显示屏所组成。其十字路口交通灯控制面板结构示意图如图1-1所示。图1-1十字路口交通信号灯控制面板结构示意图2.1.2控制要求1．按启动按钮后：(1)东西向红绿黄灯的控制如下：东西绿灯亮4s后闪2s灭；黄灯亮2s灭；红灯亮8s，依此循环。(2)南北向的红绿黄灯的控制如下：南北向的红灯亮8s，接着绿灯亮4s后闪2s灭；黄灯亮2s灭、，依此循环。2．按下手动按钮,自动运行停止，南北向绿灯亮，东西向红灯亮。其交通灯自动控制的时序图如图1-2所示。5图1-2交通灯自动控制的时序图2.2总体方案设计介绍该系统由模拟十字路口交通灯的控制系统而设计制作，主要由2个红灯、2个绿灯、2个黄灯以及2个车组成。1．按启动按钮后：(1)东西向红绿黄灯的控制如下：东西绿灯亮车子开始行驶，4s后闪2s灭，黄灯亮2s灭；红灯亮8s，车子停止行驶，依此循环。(2)南北向的红绿黄灯的控制如下：南北向的红灯亮8s，接着绿灯亮，车子开始行驶，4s后闪2s灭；黄灯亮2s灭，车子停止行驶，依此循环。2．按下手动按钮,自动运行停止，南北向绿灯亮，东西向红灯亮。东西向车停止运行，南北向车继续运行。2.2.1接线图6东西红Q0.0启动I0.0东西黄Q0.1手动I0.1东西绿Q0.2南北红Q0.3南北黄Q0.4南北绿Q0.52.3整体框图交通灯循环及车子行驶plc程序框图MCGS组态电源及连线7第三章程序调试与运行3.1建立工程双击桌面“MCGS组态环境”图标，进入MCGS组态环境，如图3.1所示：图3.1建立工程3.2建立数据库变量名类型初值注释东西红灯开关型0等于1时东西红灯亮等于0时东西红灯灭东西黄灯开关型0等于1时东西黄灯亮等于0时东西黄灯灭东西绿灯开关型0等于1时东西绿灯亮等于0时东西绿灯灭东西绿闪开关型0等于1时东西绿灯闪等于0时东西绿灯灯停闪南北红灯开关型0等于1时南北红灯亮等于0时南北红灯灭南北黄灯开关型0等于1时南北黄灯亮等于0时南北黄灯灭南北绿灯开关型0等于1时南北绿灯亮等于0时南北绿灯灭南北绿闪开关型0等于1时南北绿灯闪等于0时南北绿灯停闪开关开关型0开关=1时运行，开关=0时停止时间数值型0存放定时器的当前值表3.28建立实时数据库，便于用户分步组态，保证系统安全可靠运行。MCGS组态软件由主控窗口、设备窗口、用户窗口、实时数据库和运行策略五部分构成。其中的“实时数据库”是整个系统的核心。首先定义数据变量。在MCGS中，数据对象有开关型数值型字符型事件型和组对象等五种类型。不同类型的数据对象，属性不同，用途也不同。根据此次控制要求，监控画面中十二个交通灯和两个开关灯均为开关量。设定实时数据库。单击工作台的“实时数据库”窗口标签，进入实时数据库窗口。按“成组增加”按钮，弹出成组增加窗口，根据工程需要进行设置结果如图所示。设定数据对象属性。选中变量，按“对象属性”按钮，则打开“数据对象属性设置”对话框。3.3用户组态的建立选择相关元件并设计出交通灯界面，设定好各部分属性及相关信息，如图所示9然后根据实际任务要求在脚本里编辑脚本程序：图3.4脚本视图脚本程序如下：IF时间=0THEN南北红灯=1东西绿灯=1ENDIFIF开关=1THENC1=C1+1IF南北红灯=1THENm=m-35c=c+35ENDIFIF时间=3THEN东西绿灯=1IF时间=4THEN东西绿灯=0IF时间=5THEN东西绿灯=1IF时间=6THEN东西绿灯=0IF时间=7THEN东西绿灯=0东西黄灯=1ENDIFIF时间=9THEN南北红灯=0东西黄灯=0南北绿灯=1东西红灯=110m=0c=0ENDIFIF南北绿灯=1THENn=n-35q=q+35ENDIFIF时间=14THEN南北绿灯=1IF时间=15THEN南北绿灯=0IF时间=16THEN南北绿灯=1IF时间=17THEN南北绿灯=0IF时间=18THEN南北绿灯=0南北黄灯=1ENDIFIF时间=20THEN南北黄灯=0东西红灯=0n=0q=0ENDIFIF时间=20THEN时间=0IF开关=0THEN时间=-1东西绿灯=0东西黄灯=0东西红灯=0南北绿灯=0南北黄灯=0南北红灯=0ENDIF3.4设备组态11按照任务要求将PC机与PLC相连接，设备组态完成后，双击“通用串口父设备0”，进入通用串口父设备属性编辑界面，根据设备通讯要求和连接情况，完成通用串口父设备属性编辑界面中相关的参数设置，具体设置如图3.5所示，按“确认”完成设置。图3.5设备组态设置通道连接依据如下图：12图3.6通道连接3.5启动运行13第四章收获与体会这学期学习了plc的课程，并且做了6次plc的实验，因而相对来说期末的课设就有了一定的基础。课设选题并不是自己选，而是抽签，我们组抽到了第1题，也就是基于plc的交通信号灯的设计。我做的是MCGS组态的设计，由于MCGS和触摸板都是第一次接触，所以老师有教过一遍大概的操作步骤，不过一些细节和实际问题需要我们自学解决。课设实验室的连线已经都接好，只需要直接在MCGS组态中把用户组态的界面做好，把相关的参数设定好，然后在plc中把程序框图编译下载，启动MCGS运行即可检测是否完成设计。还好的是，界面设计比较简单容易，把交通灯的元件找出来，再用工具把道路绘制好，把汽车的元件放入马路中，添加两个按钮，一个自动的，一个手动的，界面设计就完成了。不过这个过程中遇到的问题就是不光要让灯亮灭循环起来，还要让两个汽车跟随红绿灯的变化行驶。由于不知道怎么让汽车动起来，所以请教了别的同学，知道了要在水平和垂直方向设定脚本并修改参数，如果参数没有调好，会导致运行时车辆相撞的情况。经过一番努力，总算是完成了设计。期间虽然遇到不少问题，但最终都迎刃而解了，收获不少。不仅巩固了plc的知识，也学习到了新的软件MCGS的操作，对于今后工作有一定的帮助。